关于石灰石-石膏湿法脱硫装置石膏脱水困难的分析及措施

北极星环保网讯:石灰石-石膏湿法脱硫装置石膏含水率高，是石灰石-石膏湿法脱硫工艺中的常见问题。石膏含水率高会导致脱硫副产品石膏无法正常拉运，严重时影响脱硫系统的指标控制，造成环保数据超标，危及脱硫装置的安全运行。本文以脱硫运行经验为基础，从脱硫装置设备、浆液化学指标、运行参数方面，分析了石膏含水率高的原因，提出了相应的解决措施。望对脱硫运行操作及异常分析起到一定的参考作用。

关键词：脱硫装置石膏含水率高浆液分析解决措施

1.概述

石灰石-石膏湿法烟气脱硫工艺是目前火电厂应用最为广泛、技术最成熟的烟气脱硫技术，采用“一炉一塔”配置，以石灰石为脱硫吸收剂，副产品为商品石膏。该工艺石膏的形成过程及脱除过程：

(1)石灰石浆液在吸收塔中与烟气逆流洗涤，脱除烟气中的二氧化硫，在吸收塔浆液中形成小颗粒的半水亚硫酸钙;

(2)利用氧化风机提供的氧化风将其强制氧化成二水硫酸钙，并在浆液中析出结晶。

(3)利用石膏排出泵将石膏浆液送至石膏旋流器，进行石膏的一级预脱水，细颗粒的石膏浆液溢流返回吸收塔，大颗粒的石膏浆液送至真空皮带脱水机;

(4)浆液通过真空皮脱水机后，形成含水量小于10%的石膏，输送至石膏库外运。在石灰石-石膏湿法烟气脱硫工艺中，石膏含水量高、石膏脱水困难是普遍存在的问题，石膏能否正常脱水，不但反应出吸收塔浆液品质活性，更是脱硫系统能否正常运行的关键。在实际运行工作当中，多次遇到由于各种原因导致石膏脱水困难的情况，通过采取相应的调整措施，恢复了系统的正常运行。

2.石膏含水率高的表现

(1)脱硫装置脱水系统无法形成含水率小于10%的商品石膏，只能形成含水率在15%-25%的稠糊状石膏，石膏库的石膏无法堆积、装车运输。

(2)吸收塔内浆液密度不断升高，脱硫效率明显下降，通过增加钙硫比、液气比后脱硫效果无明显提升，同等工况条件下供浆量大于正常运行值。

3.石膏含水率高的原因分析

在脱硫装置实际运行中，导致石膏含水率高的因素主要分为设备因素及浆液指标因素，通过分析各因素对石膏脱水的影响，有针对性的采取解决措施，确保石膏脱水系统的正常运行，使石膏含水率在正常范围内。

3.1石膏旋流器的影响

石膏旋流器的工作原理是：利用旋转离心力的作用，分离石膏浆液中的大小颗粒物，使石膏浆液分级，实现石膏浆液的预脱水，减小石膏二级脱水系统的处理量。在脱硫装置中，石膏浆液通过石膏排出泵加压进入石膏旋流器，石膏旋流器将石膏浆液分为二部分，一部分是含固量较高的大颗粒物底流浆液，进入石膏脱水机。另一部分是含固量较低的小颗粒物溢流浆液，返回吸收塔。

影响石膏旋流器性能的因素有：石膏旋流器进浆密度、石膏旋流器进浆压力、石膏旋流器溢流口径及溢流浆液密度、石膏旋流器沉砂嘴口径及底流浆液密度、旋流子运行数量。对于投产的石膏旋流器，主要调整石膏旋流器旋流子的运行数量及旋流子运行的通畅度和石膏旋流器的运行压力，定期监测石膏旋流器底流、溢流浆液密度。旋流子投运数量多，石膏浆液处理量大，反之则小。旋流器运行压力高，石膏浆液分离效果越好，利于石膏脱水，石膏含水率低;反之则分离效果差，不利于石膏脱水，石膏含水率高。

3.2真空皮带脱水机的影响

真空皮带脱水机的工作原理是：从石膏旋流器底流下来的大颗粒石膏浆液，均匀地分布于真空皮带脱水机胶带的滤布上，滤布表面分布有大量的透气孔，脱水机胶带下部装有与真空泵连接的真空盒，在胶带携带滤布同步缓慢转动的过程中，利用滤布下方的真空将水分抽出，实现石膏浆液的固液分离。

从其工作原理可以看出，影响石膏脱水性能的主要是真空度、滤布透气率。真空度越高、皮带机真空损失率越低，石膏脱水效果越好，反之则越差。石膏浆液中细小颗粒增加及异形石膏晶体的形成，或滤布长期无法冲洗干净，亦或是滤布存在较小的结晶体，导致滤布脱水孔堵塞不能及时恢复，降低滤布透气率，造成石膏含水量超标。

3.3吸收塔石膏浆液pH的影响

吸收塔浆液pH值是控制脱硫装置化学反应钙硫比的重要参数，它的变化直接影响脱硫效率、石灰石利用率、石膏浆液品质等。pH值升高提高了浆液碱性，利于SO2的吸收，从而提高了脱硫效率，但是降低了石灰石利用率，增大了石膏结垢倾向，影响石膏品质。pH降低浆液酸度升高，利于石灰石的溶解，提高石灰石利用率，有利石膏晶体的形成，但低pH值降低了脱硫效率，增大设备腐蚀，降低了系统可靠性。

根据脱硫吸收塔内化学反应机理可知，脱硫过程反应方向很大程度上取决于吸收浆液的pH值。当pH<2时，被吸收的so2主要以h2so3的形式存在;当ph上升到4-5时，主要为hso3-;当ph>6.5时，主要生成SO32-;总的趋势是pH越大，SO2的溶解度越大，越有利于传质，可获得较高的脱硫效率。而亚硫酸盐的氧化速率主要受pH的影响，随着pH上升，浆液中Ca2+浓度降低，不利于石灰石的溶解，大大降低亚硫酸盐的氧化速率，从而直接影响石膏的过饱和度。

因此，长时间保持高pH运行会导致石膏品质下降，表现为石膏中未反应的CaCO3含量增大，亚硫酸盐氧化速率降低，造成石膏脱水困难。当pH>5.9时，石灰石中Ca2+溶出速率降低，HSO3-的氧化也会受到抑制，浆液中CaSO3˙1/2H2O和CaCO3的含量增大，易发生结垢堵塞现象。当pH在4.5-4.7时，被吸收的SO2主要以HSO3-的形式存在，此时只要鼓入足够的氧化空气，HSO3-几乎可以全部氧化，氧化效率较高，可以保证石膏的结晶，利于石膏脱水。

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